中考物理汇编力学压轴题三.docx
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1、精品名师归纳总结力学压轴题三1. 2021 河北如图19 所示,将边长为10cm 的正方体合金块,用细绳挂在轻质杠杆的A 点处,在 B 点施加力F1=30N 时,杠杆在水平位置平稳,合金块对水平的面的压强恰好为0。撤去 F1,在 B 点施加力 F2 时,合金块对的面的压强为 1.2 103PaOB=3OA , g 取 10N/kg 。1画出 F2 的力臂。2求合金块的质量。3求 F2 的大小。解析:此题是压强、杠杆平稳条件及力的平稳的综合。解答过程如下2. 2021 厦门超高压水刀是一种新技术产品,一般由水泵、射流发生装置、工作机构等组成。它将一般水经过多级增压后,通过一个极细的喷嘴喷出一道高
2、速“水箭”,可以对坚硬物体实施切割,如下图。某超高压水刀喷 嘴横截面积 S=510-8m2,喷水速度 v=800m/s,高速“水箭”对该切割面的压强p=300Mpa 。已知水泵电机功率 P=20kW ,水的密度 =1.0 103kg/m 3。求:1水刀正常工作 1min 消耗的电能。2高速“水箭”对切割面的压力。3每秒钟从喷嘴喷出的水的质量。4水刀的效率。此题虽然涉及电学学问,但在力学方面是难点。【解析】J。1 P=,消耗的电能: W=Pt=20000W 60s=1.210610Pa,2p=300MPa=300 106Pa=3 8可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结m p=,高速“
3、水箭”对切割面的压力F=pS=3 108Pa51083每秒钟喷出水的体积为:V=SL=Svt=5 108m22=15N 。53可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结喷出的水的质量: m= V=1.0 103kg/m3 5410800m/s1s=410mm3=0.04kg。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4水刀的功率为:P1=Fv=15N 800m/s=12000W=12kW效率为: =100%=100%=60% J。答:1水刀正常工作 1min 消耗的电能 1.21062高速 “水箭 ”对切割面的压力 15N 。3每秒钟从喷嘴喷出的水的质量0.04kg 。4水刀的效率
4、 60%3. 2021 青岛小雨站在水平的面上,通过如下图的滑轮组从井中提水不计绳重及摩擦。已知小雨的重力为500N 、双 脚与的面的接触面积为2,圆柱形水桶的底面积为2、容积为 3不计桶的厚度。1将空桶匀速下放的过程中桶底未接触水面,小雨对的面的压强为 1.15 l04Pa,就桶和动滑轮总重是多少?2向上提水,当桶底受到水向上的压强为2.5 103Pa 时,小雨对的面的压强为 l l04Pa。小雨将水桶拉离水面后,匀速拉动过程中滑轮组的机械效率是多少?【解析】1由 p=可得,小雨对的面的压力:FN =p 人 S 人=1.151042=460N ,绳子对小雨的拉力: F=G 人 FN=500N
5、 460N=40N , 由图可知, n=3 ,不计绳重及摩擦,由F=G 总可得,桶和动滑轮总重: G0=nF=3 40N=120N 。2由 p=gh 可得,桶底所处的深度:h1=0.25m ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结水桶排开水的体积: V 1233,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结=Sh1水桶受到的浮力: F 浮=水gV 排=水 gV 1=1.0 103kg/m33=500N ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结此时小雨对的面的压力:FN=p 人S 人=11042=400N , 小雨对绳子的拉力: F=G 人 FN=500N 400N=10
6、0N ,以动滑轮、 桶及桶内水的整体为争论对象,受 3 段绳子向上的拉力、 向上的浮力和整体的总重, 依据力的平稳有 3 F+F 浮= G 0 + G 水,所以水的重力: G 水=3F +F 浮G0=3100N+500N 120N=680N , 不计绳重及摩擦,水桶拉离水面后,就匀速拉动过程中滑轮组的机械效率:=100%=100%=100%=100%=85% 答:1桶和动滑轮总重是120N 。2水桶拉离水面后,匀速拉动过程中滑轮组的机械效率是85%可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4. 2021 杭州有一个足够大的水池,在其水平池底竖直放置一段圆木。圆木可近似看作一个圆柱体,底面
7、积2,高 5m,密度 0.7 103kg/m 3。 g=10N/kg 1未向池内缓慢注水,圆木对池底的压力和压强分别为多大?2向水池内注水,在水位到达1m 时圆木受到水的浮力和圆木对池底的压力分别为多大?3当向水池内注水深度到达4m 时,圆木受到的浮力又为多大?此题为浮力与压强的综合题,难点是第3 问。留意圆柱体恰好漂浮时水的深度。【解析】1圆木的体积: V=Sh= 25m=4m 3,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结圆木的质量 m= 木 V=0.7 103kg/m 3 4m圆木重力: G=mg=2.8 1033=2.8 1043kg,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳
8、总结kg10N/kg=2.8 10 N,N ,未向水池内注水时,圆木对池底的压力:F=G=2.8 104Pa。圆木对池底的压强: p=3.5 1042水位到达 1m 时, V 排123,圆木受到的浮力: F 浮1 =水 V 排g=1 10333 3kg/m10N/kg=8 10 N,圆木对池底的压力: F 压=G F 浮=2.8104N 8103N=2 104N。N,3当圆木对池底的压力为0 时, F 浮 2=G=2.8 104可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结h210N/kg=2.8 10即 F 浮2=水V 排2g=1103kg/m 324N,可编辑资料 - - - 欢迎下载精
9、品名师归纳总结解得水深 h2=3.5m ,当水位到达 4m 时,圆木静止时漂浮在水面上, 圆木受到的浮力: F 浮3 =G=2.8104N答:1未向水池内注水时,圆木对池底的压力和压强分别为2.8104N 、3.5104Pa。2向水池内缓慢注水,在水位到达1m 时圆木受到水的浮力和圆木对池底的压力分别为8103 4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3当向水池内注水深度到达4m 时,圆木受到的浮力又为2.8 104NN、210 N 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5. 2021 盘锦如图甲所示,正方体石料在钢丝绳拉力作用下,从水面上方以恒定不变的速度缓慢下降,直至
10、没入kg/m水中图乙是钢丝绳拉力F 随时间 t 变化的图象 g 取 10N/kg ,水=1.0 1033。求:1石料全部没入水中时受到的浮力。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2石料的体积。3石料浸没后钢丝绳拉力的功率。 难点是第 3 问,关键是求物体运动的速度。N,【解析】 1由图象可知:石料的重力G=2.5 104N浸没在水中受到的拉力F=1.5104由于匀速下降浸没水中石料全部浸没水中受到的浮力F 浮=G F=2.5104N 1.5104N=1.0 104N。2依据 F 浮=G 排=液V 排g石料的体积 V 石=V 排=1m 3。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳
11、总结=1m3石料是正方体,设边长为l ,依据 V= l33,得石料边长l=1m 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由图可知 200s 至 300s 之间石料下降1m,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结石料运动的速度 V 石=s=0.01m/s。t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结石料浸没后钢丝绳拉力的功率P= W =Fv=1.5 104N0.01m/s=150W t答:1石料全部没入水中受到的浮力1.0104N。2石料的体积 1m33石料浸没后钢丝绳拉力的功率150W 6. 2021 日照我市海洋打捞队的一打捞装置可简化为如下图的系统在某次打捞过程中
12、,该装置置从100m 深的海底将一物体竖直向上提起至离海面10m 高处 该过程可视为水中和空中两个速度大小不同的匀速过程。忽视N ,物体刚要离开水面到刚好完全离开水面过程及速度大小的变化过程经过A 处时物体受到的拉力为4104可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结经过 B 处时物体受到的拉力6104N 已知 g=10N/kg ,海水的密度1.0103kg/m3,不计水和空气的阻力,请计可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结算:1物体在 A 处受到的浮力和物体的体积。2假设用于提升工作的柴油机的输出功率恒为69kW ,整个提升过程用时80s,求该打捞装置的机械效率。【解析】1
13、不计水和空气的阻力,由题意知,物体在A 处受到的浮力:10N10N=210NF 浮=G FA=FB FA=6 4 4 4 4由 F 浮=液gV 排可得,物体的体积:V 物=V 排=2m 3。2设物体在水中提升的高度为hA,在空气中提升的高度为hB,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结提升过程中该装置的有用功为:446W 有=F AhA+FBhB=410 N 100m+6 10 N10m=4.6 10 J,由 P=可得,提升过程中该装置的总功为:W 总=Pt=69 103W 80s=5.52106J,该装置的机械效率为:=100%=83% 答:1物体在 A 处受到的浮力为 2104N
14、。物体的体积为 2m3 。2该打捞装置的机械效率为83%7. 2021 莱芜如下图是利用起重机打捞水中物体的示意图,吊臂前 端由滑轮组组成,动滑轮总重 300kg,绳重和摩擦不计。现在用此起重机从水中把质量为 2103kg ,体积为 3 的物体 G 匀速提起,滑轮组上钢丝绳拉力 F 的功率为 3kW g=10N/kg ,水=1.0 103 kg/m 3求:1物体完全浸没在水中时受到的浮力。2物体离开水面前拉力F 的大小。3物体离开水面前上升的速度。4物体离开水面前,滑轮组的机械效率多大。【解析】1物体完全浸没在水中时,V 排=V 物3, 就 F 浮=水V 排 g=1.0103kg/m 33=8
15、103N 。N。2物体重力 G 物=m 物 g=2103kg10N/kg=2 104动滑轮的总重力 G 动=m 动g=300kg 10N/kg=3 103N。物体和动滑轮的总重力G 总=G 物+G 动=21043 4N+3 10 N =2.3 10 N 。以动滑轮、物体的整体为争论对象,受3 段绳子向上的拉力、向上的浮力和整体的总重, 依据力的平稳有 3 F+ F 浮= G 总,所以绳子的拉力 F=G 总-F 浮=104N-8 103N=5103N。3已知功率 P=3kW=3000W ,依据 P=Fv 得: 绳子自由端的速度v=0.6m/s,就物体上升的速度为v =v=0.6m/s=0.2m/
16、s。4物体离开水面前,物体的视重G= G 物 - F 浮=2104N-8 103N104N可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由于绳重和摩擦不计,就机械效率=G1.2=104 N380%可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3F3510 N答:1物体完全浸没在水中时受到的浮力为8103N 。N。2物体离开水面前拉力F 的大小为 51033物体离开水面前上升的速度为0.2m/s。4物体离开水面前,滑轮组的机械效率为80%可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结8. 2021 常州小明来到素有“中国死海”之称的新疆达坂城盐湖游玩,看到游客能漂浮在湖面,便利用随身携带的
17、砝码盒以及长方体有盖铁皮罐、细线、沙石、水等物品探究湖中盐水的密度。g 取 10N/kg取一根细线与铁皮罐等高,通过对折细线找到铁皮罐一半高度位置,并作记号。在铁皮罐内加入适量沙石并加盖密封,使之漂浮时一半浸入水中。在铁皮罐上加砝码,直至铁皮罐恰好浸没在水中。将该铁皮罐放入盐水中,加砝码,直至铁皮罐恰好浸没在盐水中。问: 1铁皮罐的体积有多大 .2铁皮罐和沙石的总重有多大. 3盐水的密度有多大.【解析】1由 图可知:一半浸入水中漂浮时受到的浮力F 浮1=水g V 排1=水 g V 罐,在铁皮罐上加砝码铁皮罐恰好浸没在水中受到的浮力F 浮 2=水g V 排2=水gV 罐,由于铁皮罐处于漂浮,就F
18、 浮 1 =G 罐, F 浮 2=G 罐+G 砝码 1,所以, F 浮 2 F 浮 1=G 砝码 1,即 水 g V 罐 水 g V 罐=G 砝码 1,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结就 V 罐=110 33可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结。m2一半浸入水中漂浮时受到的浮力:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结F1= g V1=g V=1.0 1033 33可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结浮水排水罐kg/m10N/kg 110m=5N ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由于铁皮罐漂浮在水面上,就G 总=F 浮 1=5N
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